O que acontece dentro das maiores estrelas do universo quando elas "morrem"?

O que acontece dentro das maiores estrelas do universo quando elas "morrem"?

Por Daniele Cavalcante | 18 de Maio de 2020 às 21h30
ESO/L. Calçada

As maiores estrelas do universo são tão fascinantes quanto complexas, e desafiam os cientistas há bastante tempo. Não é tão fácil explicar o que acontece dentro desses corpos massivos, ainda mais quando estão perto do fim de suas vidas. Aliás, assistir à morte de uma estrela não é algo que se pode fazer a qualquer momento, então há alguns mistérios nesse processo. Mesmo assim, astrônomos já têm muito a dizer sobre o assunto.

Estrelas se alimentam através da fusão nuclear, que é quando elas esmagam elementos mais leves em seu interior, até convertê-los em elementos mais pesados. Este processo é chamado nucleossíntese estelar, e implica que um ou mais núcleos atômicos se juntam para forma outro núcleo de maior número atômico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer, e geralmente libera muito mais energia do que a que consome.

Com isso, a fusão nuclear deixa para trás um pouco dessa energia extra. Não muita, mas, se tratando de uma estrela, são milhões ou bilhões de reações de fusão acontecendo a cada segundo. Isso é o suficiente para alimentar o brilho da estrela por milhões ou bilhões de anos. As sobras dessas reações nucleares afundam e se acumulam no núcleo da estrela, impedindo que novas reações ocorram naquela região e forçando a fusão a ocorrer em uma concha ao redor dessa região. Pense em cinzas de um objeto em chamas - o fogo não chega até elas.

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As camadas de fusão de elementos dentro de uma estrela (Imagem: R. J. Hall)

No começo, as estrelas fundem o elemento mais leve, o hidrogênio, que se transforma em hélio. Este novo elemento, por sua vez, se acumula no núcleo, e a fusão do hidrogênio se move para uma concha ao redor. Mas quando as temperaturas e as pressões atingem uma densidade crítica, a estrela é capaz de queimar esse hélio - como se aquelas chamas do exemplo anterior fossem capazes de queimar as cinzas -, transformando-o em carbono e oxigênio.

Com isso, forma-se uma nova camada. Temos agora uma camada para o núcleo de carbono e oxigênio, uma para o hélio em fusão, e a mais externa, aquela do hidrogênio. Outras coisas estão acontecendo ao mesmo tempo. Por exemplo, a radiação do lado externo, que acontece por causa dessas reações. Esses efeitos são o que impedem o colapso da estrela devido à enorme força gravitacional.

No final de suas vidas, as estrelas formam uma gigantesca “cebola” de plasma. O último elemento que ela consegue criar é o ferro, resultado da fusão de silício. Então, de dentro para fora, ficamos com um núcleo de ferro, cercado pelas camadas de fusão de silício, magnésio, carbono, oxigênio, hélio e hidrogênio.

Bem, as estrelas são incapazes de fundir o ferro em algo mais pesado sem perder energia, então é aí que o processo é interrompido. Além disso, quando a estrela queima todo o combustível nas camadas, a pressão da radiação lá fora cai e a gravidade começa a predominar, causando a contração do núcleo. Então, a estrela vira essas camadas de cebola do avesso, e morre em uma espetacular explosão de supernova.

Pelo menos é isso o que acontece com estrelas gigantes, mais de oito vezes maiores que o Sol. Há também outros tipos de supernova, como podemos ver neste vídeo da NASA:

Fonte: Phys.org

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